基于Symbian平台智能家居控制系统的设计与实现

彭建盛

（河池学院 物理与电子工程系，广西 宜州 546300）

基于Symbian平台智能家居控制系统的设计与实现

彭建盛

（河池学院 物理与电子工程系，广西 宜州 546300）

基于Symbian手机平台设计了一套智能家居控制系统，利用Symbian系统提供的各种资源建立智能家居远程端控制软件，并设计了一个安装在家庭的家居服务控制器.通过GSM网络，智能手机软件与家居服务器可以进行通信，实现远程控制家居设备和监控家居环境的功能.设计结果表明：通过智能手机软件控制智能家居成为可能，系统以一种新的智能家居控制方式让家居生活就在手边.

Symbian；智能手机；智能家居

智能家居是以住宅为平台，利用各种技术将与生活有关的设施集成，构建住宅设施管理系统，实现更加安全、便利、舒适的家居生活环境［1－2］.随着电子和网络技术的发展，智能家居系统出现了各种控制终端，综合目前的研究现状，智能家居控制终端大体上可以分为以下3种实现方式.第1种是家居系统端，家居系统端采用按键、遥控、触摸屏和LCD显示交互对家居系统进行控制.使用这种控制终端只能进行近距离控制，目前大多数的智能家居系统都使用这种控制终端.第2种是电脑控制端，宽带接入和家居智能网关技术的应用使得电脑能够通过网络对家居系统进行控制.使用电脑控制是相当方便的，但使用这种方式只能在固定点对家居系统进行控制，目前部分智能家居系统具有此种控制终端.第3种是手机控制端，使用手机通过无线网络对家居系统进行控制，可以做到随时随地.但目前，智能家居系统很少采用手机控制方式，而且大多数控制简单.但手机成为智能家居的一部分是智能家居系统未来的发展趋势，智能手机作为数字家居生活、学习、工作、娱乐和通讯的工具，无疑是很好的选择［3－4］.因此，本研究针对手机控制方式，提出和实现了一种合理的方案.

1 系统总体方案设计

本系统总体框架分为两部分：一部分是智能手机端，通过手机按键与软件界面负责与用户的交互；另一部分是智能家居服务器，负责设置通信条件和执行控制.手机是带有Symbian操作系统的智能手机，用以安装和运行智能家居手机端软件.智能家居服务器节点端主要由主机（LPC2103）、GSM模块、触摸显示模块和红外设备控制模块等部分组成，系统总体结构如图1所示.

图1 系统总体结构图Figure 1 Overall system structure

家居服务器以LPC2103为控制中心，通过串口0控制GSM模块，SPI负责读取触摸AD结果，并通过串口1与其他节点通信，IIC写入和读出掉电信息，通过控制电路控制设备，直接控制液晶显示.为了协调处理，服务器采用μC／OS—Ⅱ操作系统，通过μC／OS—Ⅱ操作系统进行任务的调度和执行［5－6］.家居服务器通过GSM模块的无线终端部件TC35与手机通信，手机软件可以将指令发送到家居服务器，并由家居服务器执行控制.智能家居服务器可以采集家庭所有工作设备的信息状态发送给手机软件，实现手机监控家居环境.

2 Symbian手机端软件设计

Symbian的应用程序采用面向对象编程语言的方式进行开发，程序使用由Symbian OS SDK提供的应用框架进行创建组体和处理事件响应等操作.为了节省产品的开发周期，本设计采用S60平台，S60提供的框架是Avkon，Avkon主要由应用类、文档类、应用UI类、对话框类和视图类组成［7－8］.本设计的手机端软件主要由事件处理中心、消息处理引擎、UI模块和数据存储等部分组成.

2.1 UI界面设计

智能家居设备控制界面主要通过设计智能手机操作菜单完成.智能家居控制器首先将家庭客厅电灯的开关电路连接到家居服务器的强电开关控制电路，通过设备菜单将家居服务器中客厅电灯的控制I／O口分配给设备客厅电灯，然后在手机软件上添加一个房间客厅，再在客厅中添加一个电灯.此时可以在操作菜单中选择“客厅”→“电灯”→“打开”／“关闭”／“定时”菜单项，通过菜单控制家庭中电灯的打开、关闭以及定时打开和关闭.所有的控制菜单都可实现以动态方式进行添加，当在家居服务器中分配了新的控制对象后，就可以在手机软件端进行添加菜单，添加后的菜单用于控制对应的设备，手机菜单界面如图2所示.

图2 手机菜单操作部分示意图Figure 2 Schematic diagram of operating part of mobile phone menu

输入界面主要用来完成对各种设备信息的输入.设置通信号码采用文本查询对话框，设置为家居节点端GSM模块的号码.同样，设置通信密码采用文本查询对话框，但资源定义时使用密码布局，用于输入通信密码.设置打开设备时间采用时间查询对话框，实现设备打开时间的输入，设备关闭时间对话框与设置打开设备时间对话框基本相同.输入界面的操作部分示意图如图3所示.

图3 输入界面操作部分示意图Figure 3 Schematic digram of input part of interface operation

2.2 短消息的发送与接收

短消息服务是在移动电话之间发送信息的一种标准.本系统设计的消息发送与接收部分被封装在一个消息处理引擎中，分别定义一个消息处理类和一个消息通知接口类.消息通知接口类主要完成接收消息的处理，纯虚函数消息接收处理代码由继承类实现.

消息处理类关键代码：

2.3 数据存储

数据存储主要完成对设备状态通信号码和通信密码的存储以及一些其他设置和历史信息的记录.实现使用Symbian文件系统资源类建立1个文件夹和3个信息文件，并分别对各种信息进行存储.在安装完软件并运行软件时，系统会检查c：／data文件夹下作为软件数据存储目录的Smart－Home文件夹，若该文件不存在则新建一个该文件夹.3个信息文件中的login.dat文件用于保存通信号码、通信密码和一些常用设置等信息，而data.dat文件用来保存设备状态信息，history.log文件则用于保存历史信息.在运行软件时，系统会检查SmartHome文件夹下的文件是否存在，不存在则新建一个该文件，并写入初始化信息.

以下是存储类部分代码：

3 家居服务器软件设计

μC／OS－Ⅱ起动运行主程序流程，首先对OS进行初始化，创建主任务后，OS开始运行，这段程序在主程序main（）函数中.主任务首先需要完成对所有控制对象的初始化，并创建3个子任务，然后主任务挂起不再执行.任务0用来实现对GSM模块的控制和错误信息的显示；任务1用来实现对象处理命令和触摸控制；任务2用来实现显示系统时间、提示信息的显示时间和计算完成清屏，并且实现定时打开和关闭设备命令的执行.系统任务流程图如图4所示.

图4 系统任务流程图Figure 4 System task flow chart

4 结论

将编写的手机应用软件在NOKIA N75上成功安装后，运行手机软件，经反复测试证明手机软件成功控制了远程家居设备，监控了家居情况.结果表明：使用智能手机软件作为智能家居系统的控制终端具有更加快捷、方便和安全的优点，并且能够随时随地控制家居环境，获知家居情况.系统采用新的控制方式——智能手机软件控制，该控制方式控制距离限制少，只要在有手机信号的地方就能进行控制，比较其他的终端控制方式，具有更多优势.同时，手机软件具有通用性，能在带有此类操作系统的智能手机上安装和使用，具有很好的推广应用价值.

［1］ 彭建盛，何奇文，廖维斌，等.基于无线单片机CC2510的智能家居系统的设计［J］.河池学院学报，2008，28（5）：50－55.

［2］ 冯凯，童世华.智能家居的由来及其发展趋势［J］.中国新技术新产品，2010（6）：7.

［3］ 丁丁，竹居智久，佐伯真也.智能手机的大竞争时代［J］.电子设计应用，2010，8（2）：26－29.

［4］ 李惠，丁革建.智能手机操作系统概述［J］.电脑与电信，2009（3）：67－68.

［5］ 周立功.EasyARM2103教材［M］.广州：广州致远电子有限公司，2008：1－33.

［6］ Labrosse J J.嵌入式实时操作系统μC／OS—Ⅱ［M］.邵贝贝，译.2版.北京：北京航空航天大学出版社，2003：25－125.

［7］ 候茂清.Symbian手机应用开发［M］.北京：人民邮电出版社，2009.

［8］ 杨常清，彭木根.Symbian S60手机程序开发与实用教程［M］.北京：机械工业出版社，2008.

Designing and realization of a smart home control system based on Symbian platform

PENGJiansheng
（Department of Physics and Electronics Engineering，Hechi College，Yizhou 546300，Guangxi Province，China）

Based on the Symbian mobile platform，a smart home control system is designed，applying various sources provided by Symbian to design its control software for romote terminals and to design a home service controller which is fit for families.Under the help of the GSM network，the smart phone software can communicate with the home server，achieving the functions of controlling home devices and monitoring home surroundings from distances.The design result shows that using smart phone to control smart home has become possible，and by using a new controlling method for smart home，your home life is aside your hands.

Symbian；smart phone；smart home

TP237

A

1671－1114（2011）02－0055－04

2010－11－12

广西教育厅科研资助项目（200708LX320）；广西科技厅自然科学基金资助项目（0899024）

彭建盛（1979—），男，讲师，博士研究生，主要从事嵌入式系统开发与应用方面的研究.

（责任编校 纪翠荣）